В пределах Джидинского рудного района известны многочислен

А. П. Шмотов
КОНТАКТОВЫЙ МЕТАМОРФИЗМ
КИММЕРИЙСКИХ ИНТРУЗИЙ В ДЖИДИНСКОМ РАЙОНЕ
В пределах Джидинского рудного района известны многочислен­
ные проявления киммерийских гранитов. В приконтактовых частях
этих гранитов с известково-песчаниковой толщей проявляется различ­
ный метаморфизм как осадочных, так и магматических образований.
В настоящей статье изложены материалы исследований скарнов и
других метаморфических пород, несущих оруденение молибденита на
участках: Чемуртай, Джидот, Борокто, расположенных в среднем те­
чении р. Джиды.
Краткая
геологическая характеристика.
На
участках распространены отложения известняково-песчаниковой свиты
нижнего кембрия, широко развитого в Джидинском районе.
По
структурным
особенностям
и составу в
известия'
ково-песчаниковой свите выделяются следующие разновидности по­
род: известняки, песчаники, карбонатные сланцы, реже кремнистые и
филлитовые сланцы. Породы смяты в антиклинальные складки СЗ про­
стирания. В ядрах этих складок располагаются обычно известняки с
пачками песчаников, прорываемые, гранитами юрского возраста.
Известняки имеют серую и темно-серую окраску; обычно они
слоистые. В состав известняков входят: кальцит в форме неправиль­
ных зерен, углистое вещество и в незначительных количествах кварц
полевые шпаты.
Песчаники серого, темно-серого цвета с зеленоватым оттенком.
Структура песчаников — псаммитовая. Они состоят из кварца, поле­
вого шпата, мусковита, хлорита, эпидота и располагаются в извест­
няках прослоями мощностью от 10 м до 50 м. На контакте карбонат­
ных пород и песчаников с гранитами образуются роговики, околоскарновые пироксен-скаполитовые, кварц-пироксеновые породы, скарны и
грейзены.
Киммерийские лейкократовые граниты представлены: порфировид­
ными, среднезернистыми и мелкозернистыми разновидностями светлорозового цвета. Между этими разновидностями гранитов имеются пе­
реходы; в общем все они составляют единый магматический комплекс
2 Материалы к
конференции молодых научных сотрудников
17
и слагают небольшие массивы (штоки), размером до 500 м2. Главны­
ми минералами гранитов являются: кварц 30—35%, микроклин 35—
40%, альбит 15—20%, мусковит; в очень небольших количествах при­
сутствует биотит, который часто замещается мусковитом. Акцессор­
ные минералы представлены — апатитом, цирконом и сфеном.
Вблизи штоков гранитов, а иногда и по самим штокам наблюда­
ются зоны дробления СЗ простирания. Мощность зон от 1 до 20 м,
протяженность не более 100 м. Эти зоны дробления контролируют
скарны и грейзены.
Контактовый метаморфизм
На основании имеющегося фактического материала метаморфизм
вокруг киммерийских гранитов можно подразделить, придерживаясь
классификации Д. С. Коржинского (1953 г.) на собственно-магматиче­
ский и постмагматический. Собственно-магматический метаморфизм
проявился во время внедрения киммерийской магмы в известняково­
песчаниковую толщу, это внедрение сопровождалось образованием
метаморфических пород — мраморизованных известняков, роговиков,
тремолит-мусковитовых пород и т. д. Гранитные штоки на контакте
с известняково-песчаниковой толщей иногда обогащены следующими
темноцветными минералами: роговой обманкой, пироксеном, биотитом.
Постмагматический метаморфизм характеризуется образованием
метасоматических околоскарновых пород, скарнов, грейзенов и т, д.
П о р о д ы с о б с т в е н н о-м а г м а т и ч е с к о г о м е т а м о р ­
ф и з м а . Эти породы располагаются в непосредственном контакте с
гранитным штоком и занимают значительную площадь, окаймляя пос­
ледний, зоной шириной 100—150 м. Известняки и песчаники совер­
шенно утрачивают свой первоначальный облик и превращаются: пер­
вые — в мраморизованные известняки, вторые—в биотитовые роговики.
Наиболее светлые мраморизованные известняки встречаются вбли­
зи штока гранитов не далее 100—150 м. Состоят из кальцита — 80—
90%, кварца 10—15%, иногда присутствуют отдельные зерна-— ска­
полита, диопсида, гроссуляра.
Биотитовые роговики характеризуются мелкозернистой структурой,
раковистым изломом, вкрапленностью магнетита. Они располагаются
обычно в непосредственной близости к контакту, в местах развития
исходных песчаников. Первоначальная псаммитовая структура песча­
ников, как правило, не сохраняется в роговиках и переходит в типич­
ную микрогранобластовую структуру. Роговики состоят из квар ц а50—60%, биотита — 20—30%, магнетита, пирита, плагиоклаза - олигоклаза, апатита иногда роговой обманки с углом погасания 16°,углом оп­
тических осей—76о.Биотит в роговиках,распространенных непосредствен­
но на контакте с гранитами, представлен темно-бурыми чешуйками,
цвет которых по мере удаления от контакта меняется на бледно-ко­
ричневый. Часто наблюдаются венчики биотита вокруг магнетита.
По мере удаления от гранитного штока на расстояние дальше
чем на 150 м роговики сменяются хлорит-мусковитовыми породами;
мраморизованные известняки становятся менее раскристаллизованными
мелкозернистыми разностями. Кроме кальцита в известняках присут­
ствуют глинистые и углистые вещества, кварц, полевой шпат. Отдель­
ными волокнистыми кристаллами, чаще скоплениями присутствуют
тремолит и актинолит. В шлифе тремолит слабо-зеленого цвета, плеохроирует.
Биотитовые роговики постепенно сменяются хлорит-мусковитовыми породами. Чешуйки биотита либо замещаются хлоритом, либо
обесцвечиваются и превращаются в бесцветную слюду. По трещин­
кам слюды, в виде полупрозрачных скоплений наблюдаются редкие
зерна эпидота, иногда же встречается рутил в виде тонких иголочек.
В некоторых местах периферических частей интрузивов в значи­
тельных количествах (до 10—20%) встречаются: роговая обманка, би­
отит, диопсид, сфен. Можно полагать, что образование таких мине­
ралов в гранитах вызвано ассимиляцией некоторого количества кар­
бонатного материала в процессе, внедрения интрузии, и это привело к
повышению основности их состава в приконтактовых частях. Макрос­
копически такие породы отличаются от неизмененных гринитов зелено­
ватым цветом основной массы, интенсивной вкрапленностью темноцветных минералов и более отчетливыми порфировидными выделения­
ми полевых шпатов (размер вкрапленников до 1,5 см.). Под микроско­
пом плагиоклаз представлен крупными вытянутыми кристаллами, с
хорошо выраженными тонкими полисинтетическими двойниками. Оп­
тические константы плагиоклаза отвечают олигоклазу. В некоторых
зернах хорошо выражено замещение олигоклазом микроклина, сохра­
нившегося иногда в незначительных количествах.
Роговая обманка является одним из главных цветных минералов,
она образует то ясно призматические кристаллы,то неправильные зер­
на размером до 2 мм. В зернах роговой обманки содержатся вростки
полевого шпата и кварца. Часто роговая обманка развивается по био­
титу, реликты которого сохранились в ряде ее зерен. Характерно для
породы присутствие довольно значительного количества сфена, который
образует часто хорошо ограненные кристаллы,реже неправильные зер­
на удлиненной формы.
Апатит встречается в виде удлиненных кристаллов. Рудный ми­
нерал представлен магнетитом, который располагается в тесной ассо­
циации со сфеном и эпидотом.
Породы постмагматического метаморфизма.
Среди постмагматических образований наибольшим развитием
пользуются пироксен-гранатовые скарны, которые возникают по мраморизованным известнякам. Они образуют отдельные прослои среди
мраморизованных известняков, пироксен-скаполитовых пород. По внеш­
нему виду скарны представляют собой плотную породу зеленовато­
буроватого цвета, сложенную преимущественно гранатом, пироксеном;
в подчиненных количествах в них присутствуют
эпидот, хлорит
клиноцоизит, кварц, кальцит, пирит, апатит и др.
Зерна граната в большинстве случаев сливаются между собой,
образуя сплошную массу. Крупные зерна величиной до 1 см встреча­
ются редко, обычно в местах небольших полостей, выполненных каль­
цитом, эпидотом и кварцем. Гранат большей частью изотропен. Зер­
на его изометричные, обладают слабым аномальным двупреломлением
и зональностью. Показатель преломления граната 1.850,удельный вес—
3.79.
Одним из важных и распространенных минералов в скарнах яв­
ляется пироксен, количество которого в породе варьирует от 5% до
50% от общего объема породы. В шлифах минерал зеленоватого цве­
та отвечает геденбергиту. Величина зерен 0,1—0,3 мм.
Эпидот в скарнах очень широко распространен, образует скопле­
ния величиной 3—5 см и часто замещает гранат.
Кальцит встречается в скарнах часто, но в небольших количест­
вах. Главная масса его перекристаллизована.
Хлорит имеет подчиненное значение и представлен, в виде непра­
вильных, иногда радиально-лучистых агрегатов; с прямым угасанием,
плеохроирует от зеленого до почти бесцветного; частично замещает­
ся эпидотом, гранатом.
Кварц в скарнах обычно заполняет пустоты, трещины в массе
граната.
Пирит встречается часто, образует неправильные довольно круп
ные скопления 3—5 см.
Роговая обманка в скарнах встречается сравнительно редко в ви­
де отдельных зерен или скоплений.
Среди скарнов иногда встречаются околоскарновые породы, обра­
зующиеся как по известнякам, так и по гранитам. По известнякам
развиваются обычно пироксен-скаполитовые породы, по гранитам—
кварц-пироксеновые. Макроскопически пироксен-скаполитовые породы
светло-зеленого цвета, плотные, мелкозернистые с раковистым изло­
мом и вкрапленностью пирита.
Оптическими исследованиями устанавливается, что скаполит яв­
ляется одним из главных минералов. Образует неправильной формы
зерна, находящиеся во взаимном прорастании. Размер зерен от 0,2—
до 2 мм, что по показателям преломления соответствует миццониту
(мейонит 70—80%, мариолит 20—30%).
Диопсид располагается обычно в скаполите в виде светло-зеле­
новатых короткопризматических мелких зерен.
Почти всегда в пироксен-скаполитовых породах наблюдается:
апатит, кальцит, эпидот, содержание которых довольно непостоянно.
Так, например, содержание апатита колеблется от единичных зерен
до 1—3%. Кварц в пироксен-скаполитовой породе является редким
минералом.
К околоскарновым породам также следует отнести кварц-пирок­
сеновые породы, возникшие в эндоконтактовой зоне, лейкократовых
гранитов и образующие небольшие тела и полосы (мощностью от 20 см
до 1 м), протяженностью до 90 м вдоль контакта.Принадлежность этих
пород к эндоконтактовым образованиям устанавливается иногда мак­
роскопически; сохраняются некоторые структурные особенности неиз­
мененных гранитов, несмотря на полное изменение их состава. Иногда
это подтверждается наличием реликтов микроклина, плагиоклаза. В
состав метаморфических эндоконтактовых пород входят в основном
пироксен и кварц. Кварц-пироксеновые породы располагаются между
гранатовыми скарнами и киммерийскими гранитами.Микроскопически—
это зеленоватая, мелкозернистая плотная порода состоит преиму­
щественно из кварца, в массе которого заключены мелкие зернышки
пироксена. При микроскопических исследованиях кроме кварца и пи­
роксена наблюдаются кальцит, ортит, апатит, циркон, рудный ми­
нерал.
Кварц составляет сплошные поля из тесно сросшихся неправиль­
ной формы зерен.
Пироксен образует бледно-зеленые призматические или неправиль­
ные зерна, одиночно распределенные в массе кварца или собранные
в небольшие скопления. По оптическим константам пироксен близок
к геденбергиту. Пироксен иногда содержит включения кристаллов
циркона и апатита.
Амфибол представлен актинолитом, он часто замещает пироксен.
Иногда он образует игольчатые или волокнистые выделения с отчет­
ливым плеохроизмом в зеленых тонах. Обычно этот минерал присут­
ствует в небольших и непостоянных количествах, а часто совсем не
обнаруживается. Из второстепенных минералов характерными являют­
ся апатит и ортит, а из рудных—молибденит.
Кроме кварц-пироксеновых пород по гранитам развиваются грейзены.
Грейзены занимают незначительные по площади тела мощностью
от 1 и до 10 м, протяженностью 60—80 м. Приурочены они к зонам
интенсивной трещиноватости. Иногда грейзены располагаются в гра­
нитах в виде небольших линз. Грейзенизация происходит по трещи­
нам и незначительно по зальбандам кварцевых жилок.
Макроскопически — грейзены представляют собой средне-зернис­
тую плотную, зеленоватого или желто-зеленого цвета породу, состоя­
щую в основном из кварца и мусковита, развивающегося в виде лис­
товатых скоплений.
В состав грейзенов входят: кварц, мусковит, серицит, в меньших
количествах полевой шпат, иногда хлорит, эпидОт, акцессорные ми­
нералы — рутил, циркон; рудные—молибденит, пирит, редко магнетит.
Границы между гранитами и грейзенами в большинстве случаев
резкие. Однако в некоторых местах удается наблюдать постепенные
переходы через зоны замещения полевых шпатов, серицитом и мус«ковитом.
Кроме грейзенизации,граниты почти повсеместно серицитизированы
местами каолинизированы. Чешуйки и волоконца серицита очень час­
то развиваются среди полевых шпатов, главным образом, по плагиок­
лазам, располагаясь параллельно полисинтетическим двойникам.
В зернах микроклина серицит развивается реже, обычно микро­
клин мутный и окрашен в грязные сероватые тона. Содержание се­
рицита варьирует от редких чешуек до
скоплений. В местах,
где граниты секутся кварцевыми жилками, трещинами, серицит обыч­
П
но наблюдается в больших количествах, чем на некотором удалении
от них.
Из характеристики описанных метаморфических пород видно, что
в их состав входят: гранат, пироксен, скаполит, редко везувиан,каль­
цит, полевые шпаты, эпидот, мусковит, апатит и др.
При внедрении интрузии гранитов в известняково-песчаниковую
толщу, первые в некоторых местах на контакте претерпели измене­
ние за счет асиммиляции карбонатного материала. Асиммиляция магмой
кальция из известняков вызвала перераспределение некоторых компо­
нентов до такой степени, что происходило изменение состава мине­
ралов в породе. При этом особенно подвижно вели себя щелочи. Бо­
лее основной плагиоклаз, а также микроклин замещается кислым пла­
гиоклазом, на место К30 становится Na20 . Увеличивается количество
ALQi и уменьшается количество кварца.
Во вмещающей известняково-песчаниковой толще в это время
происходит мраморизация известняков и ороговикование песчаников с
последующим привносом Cl, SOa, А120з FeO, ТЮ2 и выносом СаО,
Н,0, MgO — что привело к образованию пироксен-скаполитовых по­
род.
Как показывают химические анализы, описанные известняки
по своему составу нечистые и содержат различные примеси, однако,
этих примесей было недостаточно, чтобы образовались метасоматические пироксен-скаполитовые породы.
Согласно А. Харкеру (1937), образование пироксен-скаполитовых
пород связано с высоким содержанием газовых компонентов в кис­
лых магмах, которые обладают значительно повышенной химической
активностью и в большом количестве выносятся из магмы в прилега­
ющие породы. Как отмечает Г. В. Тернер (1954), кальциевые скапо­
литы могут развиваться в известняках во время контактового и даже
регионального метаморфизма, при этом необходимые летучие компо­
ненты С02, НЮ, S03, Cl и др. образуются за счет примесей присут­
ствующих в этих породах, а также привносятся из магмы.
По Д. С. Коржинскому (1953) околоскарновые пироксен-скапо­
литовые породы, как и скарны, могут образовываться в результате
сопряженного замещения двух реагирующих сред с существенным
привносом компонентов, в первую очередь летучих. В нашем случае
образование пироксен-гранатовых скарнов за счет мраморизованных
известняков, частично пироксен-скаполитовых пород, сопровождает­
ся значительным привносом летучих, а также Si02, А120з, Fe, выно­
сом главным образом СаО, ССЬ и осаждении их частично в грейзенах.
При грейзенизации гранитов наибольший вынос из гранитов па­
дает на долю NaaO. Значительно меньше выносится А120з. Количест­
во FeO отчасти К20 в грейзенах повышается.
Расположение скарнов, грейзенов и других метасоматических по­
род во вмещающих их породах —■неравномерное. Наряду с достаточ­
но мощными телами (мощность 80 м, протяженностью 100—150 м)
имеются места, где они совершенно отсутствуют. Решающее значение
в образовании скарнов грейзенов сыграли трещиноватость и раздроб­
ленность кровли. Наличие различных метаморфических пород указы­
вает на неоднократное повторение подвижек в пределах зон дробле­
ния и оперяющих их трещинах, способствовавших образованию скар­
нов, грейзенов, околоскарновых пород и оруденения.
Породообразующие минералы метасоматических пород, как видно
из просмотренных шлифов, замещают кальциевое вещество известня­
ков постепенно. Начало кристаллизации отдельных зерен скаполита,гра­
ната. пироксена в известняках происходило на некотором удалении от
зон дробления (не дальше 10 м). По мере приближения к зоне дробле­
ния, количество скарновых минералов увеличивается и околоскарновые разности (скарноиды по Д. С. Коржинскому) переходит в типич­
ные скарны. В общем случае наблюдается такая последовательность
в смене зон: а) неизмененный известняк,' б) мраморизованный извест­
няк, содержащий небольшое количество силикатов, в) порода, состоя­
щая примерно из равного количества зерен карбоната и силикатов,
г) скарны.
Отклонение от этого общего случая заключается в том, что иног­
да в скарнах и особенно пироксен-скаполитовых породах встречают­
ся линзовидные участки или прослои мраморизованных известняков.
В скарнах, грейзенах, пироксен-скаполитовых породах выявлено
молибденовое, вольфрамовое, свинцовое и цинковое оруденение. Наи­
больший интерес представляет молибденовое оруденение, количест­
венно преобладающее над остальными.
Результаты проведенных исследований позволяют сделать следую­
щие выводы:
1. Описанные метаморфические породы главным образом приуро­
чены к контактам киммерийских гранитов с карбонатными породами.
Они образуют неправильные тела, пластообразные залежи, линзы,
гнезда. Гранитоиды, в контакте которых образуются метаморфические
породы, представлены лейкократовыми гранитами.
2. Метаморфические явления проявляются довольно отчетливо и
находятся в явной связи с интрузивными телами. Интенсивность кон­
тактового метаморфизма уменьшается по мере удаления от гранито­
вого штока в сторону вмещающих пород. Метаморфические породы
проявляются не везде одинаково. На одном участке образуются неп­
рерывные ореолы вокруг штока гранитов, уч. Чемуртай, Борокто, на
другом эти же породы представлены отдельными быстровыклинивающимися телами (уч. Джидот). Это обстоятельство заставляет обра­
щать внимание не только на контакты гранитов с известняками, но и
на прилегающие к ним площади, по крайней мере, на расстоянии от
контакта 300—400 м.
3. Образование пироксен-скаполитовых пород говорит о высо­
кой ступени метаморфизма на первых этапах становления киммерий­
ских гранитов, происходящего при непосредственном взаимодействии
гранитов с известковисто-песчаниковой толщей и выделений из магмы
летучих компонентов—С1, СОа, S03, F.
4. Наличие многочисленных зон дробления, трещиноватость по­
род, контакты между гранитами и вмещающими их породами способ­
ствовали метасоматическому замещению первичных пород. В таких
условиях согласно Д. С. Коржинскому образуются контактово-инфильтрационные скарны.
5.
Наиболее часто молебденит встречается в гранат—пироксеновых скарнах и грейзенах; он располагается по тонким трещинам и в
виде скоплений.
ЛИТЕРАТУРА
К о р ж и н с к и й Д. С. —Основные проблемы в учении о магматогенных руд­
ных месторождениях. М. 1953.
К о р ж и н с к и й Д. С. — Образование контактовых месторождений Изв. АН
СССР, сер. геол., 3, 1915.
Т е р н е р Д. Дж. — Эволюция метаморфических пород. Изд. иностранной лит.
М, 1951.
Х а р к е р А. — Метаморфизм. Цветметиздат, М. 1937.